恶臭气体的生物治理技术概述省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

生物除臭技术及其应用生物除臭技术及其应用汇报人：宋春石学号：1433333第1页第2页成份：成份：大部分为挥发性有机化合物（大部分为挥发性有机化合物（VOCs）含硫化合物含硫化合物，如硫化氢、二硫化碳、硫醇、硫醚、甲基硫；，如硫化氢、二硫化碳、硫醇、硫醚、甲基硫；含氮化合物含氮化合物，如氨、三甲胺、酰胺、吲哚等；，如氨、三甲胺、酰胺、吲哚等；烃类烃类，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃；，如烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃；含含氧有机化合物氧有机化合物，如醇、酚、醛酮、有机酸，如醇、酚、醛酮、有机酸等等；卤素卤素及其衍生物及其衍生物，如氯气、卤代烃，如氯气、卤代烃等等。浓度浓度 不一样起源，不一样时段，产生臭气物质和浓度差异不一样起源，不一样时段，产生臭气物质和浓度差异很大。按综合臭气浓度表示，分为：很大。按综合臭气浓度表示，分为：低浓度，小于低浓度，小于500ppm 中浓度，中浓度，5001000ppm 高浓度，大于高浓度，大于1000ppm恶臭污染物（恶臭污染物（odor pollutantsodor pollutants）：指一切刺激嗅觉器官引发人们不愉快及污染生活环境气体物质。属于感觉公害范围。起源起源炼油、化工、医药、橡胶、塑料；炼油、化工、医药、橡胶、塑料；卷烟、农副产品加工、食品制造；卷烟、农副产品加工、食品制造；污水站、垃圾堆放场、堆肥污水站、垃圾堆放场、堆肥第3页恶臭成为当今世界六大公害之一，严重威胁着人类健康呼吸系统呼吸系统呼吸困难、呼吸困难、胸闷、使呼胸闷、使呼吸次数减少、吸次数减少、严重时导致严重时导致昏迷或死亡；昏迷或死亡；第4页 污染范围广污染范围广 恶臭物质排放到大气中，可在大气环流作用下快速蔓延，造成大范围污染。恶臭物质排放到大气中，可在大气环流作用下快速蔓延，造成大范围污染。测定困难测定困难 恶臭污染以心理影响为主要特征，极低浓度就可使人产生不快，这使其测定非恶臭污染以心理影响为主要特征，极低浓度就可使人产生不快，这使其测定非常困难。当前还难以找到一个可全方面评述恶臭可检测性、强度、厌恶度及性质常困难。当前还难以找到一个可全方面评述恶臭可检测性、强度、厌恶度及性质简单测定方法。所以，恶臭有效测定方法是大气污染控制一个主要研究内容。简单测定方法。所以，恶臭有效测定方法是大气污染控制一个主要研究内容。评价困难评价困难 恶臭污染源多为常见、局部无组织排放源，污染又多为短时间、突发性，因而难以捕捉，恶臭污染源多为常见、局部无组织排放源，污染又多为短时间、突发性，因而难以捕捉，加之恶臭扩散方式复杂，故迄今世界上还没有一个公认恶臭评价方法，所以当前这方面研究加之恶臭扩散方式复杂，故迄今世界上还没有一个公认恶臭评价方法，所以当前这方面研究也相当活跃。也相当活跃。治理困难治理困难 通常有害气体对人产生生理影响与其浓度成正比，而恶臭给人感觉量通常有害气体对人产生生理影响与其浓度成正比，而恶臭给人感觉量(恶臭强度恶臭强度)与对人刺与对人刺激量激量(恶臭物质浓度恶臭物质浓度)对数成正比。对数成正比。第5页除臭方法除臭方法氧化法氧化法化学氧化化学氧化吸收法吸收法水洗涤水洗涤化学吸收化学吸收吸附法吸附法生物氧化生物氧化生物过滤生物过滤生物洗涤生物洗涤热力氧化热力氧化等离子体等离子体光解氧化光解氧化直接燃烧直接燃烧催化转化催化转化吸附吸附-热力氧化热力氧化吸附吸附-冷凝回收冷凝回收第6页生物脱臭技术是应用自然界中微生物生理代谢活动降解恶臭物质,将其氧化成无臭、无害最终产物,到达脱臭目标技术。常温下进行：无需高温、常温下进行：无需高温、高压等特殊条件高压等特殊条件去除效率高、反应速率快去除效率高、反应速率快不产生二次污染不产生二次污染对人体无害对人体无害投资相对省、运行费用低投资相对省、运行费用低停机停机(非正常运行时间非正常运行时间)过长需要重新培养菌种过长需要重新培养菌种北方冬季需注意对生物北方冬季需注意对生物滤池保温滤池保温占地面积相对较大占地面积相对较大生物法生物法优点：优点：生物法生物法不足：不足：第7页可归纳为以下几个步骤进行：（1 1）在在水水中中溶溶解解：由气相转移至液相，此阶段反应遵照亨利定律。（2 2）被被生生物物吸吸附附或或吸吸收收，当溶液流经填料表面时，溶解在水中化合物被栖息在填料上生物所吸附，由液相转移到生物相，此阶段遵照普通生物化学反应速度。（3 3）被微生物氧化分解）被微生物氧化分解，化合物在转化过程中产生能量，为微生物生长与繁殖提供了能源，使生物氧化连续进行。第8页自养菌自养菌亚硝化细菌亚硝化细菌硝化细菌硝化细菌硫氧化细菌硫氧化细菌氧化含氮氧化含氮化合物化合物氧化含硫化氧化含硫化合物合物异养菌异养菌细菌，放线菌，真细菌，放线菌，真菌菌氧化含氧化合物，烃氧化含氧化合物，烃类，卤素及衍生物类，卤素及衍生物第9页堆肥堆肥发酵除臭是以污水处理厂污泥、城发酵除臭是以污水处理厂污泥、城市垃圾、动物粪便等肾机物为原料，经市垃圾、动物粪便等肾机物为原料，经好氧发酵得到熟化堆肥中存在着许多微好氧发酵得到熟化堆肥中存在着许多微生物，目此将臭气直接通人处于后熟阶生物，目此将臭气直接通人处于后熟阶段堆肥材料中，以到达消除臭气目标。段堆肥材料中，以到达消除臭气目标。另有土壤除臭法原理类似。另有土壤除臭法原理类似。理想填料应含有以下性质。理想填料应含有以下性质。足够营养物、湿度、足够营养物、湿度、pH值和碳源值和碳源供给。供给。较大比表面积。较大比表面积。较低个体密度，预防填料压实。较低个体密度，预防填料压实。填料湿度填料湿度(含水量含水量)是生物过滤器是生物过滤器最主要操作参数。最主要操作参数。高孔隙率使气体有较长停留时间。高孔隙率使气体有较长停留时间。第10页11生物脱臭是一个气体扩散和生生物脱臭是一个气体扩散和生化反应综合过程。含污染物气化反应综合过程。含污染物气体首先进入调整器进行润湿，体首先进入调整器进行润湿，然后进入生物滤池。当润湿废然后进入生物滤池。当润湿废气经过附有生物膜填料层时，气经过附有生物膜填料层时，气体中恶臭物质溶于水，被附气体中恶臭物质溶于水，被附着在填料表面微生物吸附、吸着在填料表面微生物吸附、吸收，在生物细胞内分解为收，在生物细胞内分解为CO2、H2O、S、SO42、SO32、N03等无害小分子物质。净等无害小分子物质。净化后气体经过排气口排出。化后气体经过排气口排出。l填料使用寿命视种类普通为填料使用寿命视种类普通为35年，所以含有设备少、年，所以含有设备少、降作简单、不需外加营养物、投资运行费用低、除臭效率降作简单、不需外加营养物、投资运行费用低、除臭效率高等优蘸。但其缺点是反应条件控制较难、占地面积大，高等优蘸。但其缺点是反应条件控制较难、占地面积大，基质浓度高时，因生物量增加快而易堵塞填料、影响传质基质浓度高时，因生物量增加快而易堵塞填料、影响传质效果。效果。第11页12原理原理 生物滴滤池是介于生物过滤生物滴滤池是介于生物过滤池和生物洗涤池之间生物除池和生物洗涤池之间生物除臭装置，该装置与生物滤池臭装置，该装置与生物滤池最大区分在于其填料上方喷最大区分在于其填料上方喷淋循环液，在循环液中接种淋循环液，在循环液中接种了经污染物驯化微生物菌种。了经污染物驯化微生物菌种。含有污染物气体经过或不经含有污染物气体经过或不经过预处理，进人生物滤池。过预处理，进人生物滤池。设备少、操作简单，液相和生物相均循环流动，生物膜附着在惰性填料上，压强低，设备少、操作简单，液相和生物相均循环流动，生物膜附着在惰性填料上，压强低，填料不易堵塞，对污挚物填料不易堵塞，对污挚物去除效率高去除效率高。其缺点是需外加营养物，在运行开启早期，首。其缺点是需外加营养物，在运行开启早期，首先要在填料表面挂上生物膜。先要在填料表面挂上生物膜。第12页13 生物生物洗涤池由传质洗涤器和生物降洗涤池由传质洗涤器和生物降解反应器组成，出水需设二沉池。解反应器组成，出水需设二沉池。废气首先进入洗涤器，与惰性填料废气首先进入洗涤器，与惰性填料上微生物及由生化反应器过来泥水上微生物及由生化反应器过来泥水混合物进行传质吸附、吸收，部分混合物进行传质吸附、吸收，部分有机物在此被降解，液相中大部分有机物在此被降解，液相中大部分有机物进入生化反应器，经过悬浮有机物进入生化反应器，经过悬浮污泥代谢作用被降解掉，生化反应污泥代谢作用被降解掉，生化反应器出水进入二沉池进行泥水分离，器出水进入二沉池进行泥水分离，上清液排出，污泥回流。普通流程上清液排出，污泥回流。普通流程如图如图4-5所表示。所表示。第13页在在生物除臭系统中，其净化恶臭污染物过程全部或者部分是由附着生长在载体表面微生物除臭系统中，其净化恶臭污染物过程全部或者部分是由附着生长在载体表面微生物来完成，而这些微生物又都生活在各自形成特定环境中，因而与环境条件关系生物来完成，而这些微生物又都生活在各自形成特定环境中，因而与环境条件关系极为亲密。所以需要经过一系列人工强化控制办法，使附着于生物膜上微生物对恶极为亲密。所以需要经过一系列人工强化控制办法，使附着于生物膜上微生物对恶臭污染物氧化分解生理功效得到充分发挥。臭污染物氧化分解生理功效得到充分发挥。经过对被处理废气经过对被处理废气恶臭污染物种类及含量情况进行控制恶臭污染物种类及含量情况进行控制，使其适应生物膜处理系统，使其适应生物膜处理系统适宜运行条件和要求。适宜运行条件和要求。确保生物处理系统中确保生物处理系统中微生物数量和活性相对稳定微生物数量和活性相对稳定。满足生物处理系统中满足生物处理系统中微生物、恶臭污染物、溶解氧三者充分接触微生物、恶臭污染物、溶解氧三者充分接触，强化传质过程及，强化传质过程及传质效率。传质效率。在各种影响原因中，最主要有生物膜反应器营养物质、进污染物浓度或负荷、气体在各种影响原因中，最主要有生物膜反应器营养物质、进污染物浓度或负荷、气体停留时间、溶解氧水平、停留时间、溶解氧水平、pH值、温度、一些污染物对微生物抑制与毒性作用。值、温度、一些污染物对微生物抑制与毒性作用。第14页 Shell-Paques技术 荷兰Paques Natural Solutions企业1993开发Thiopaq技术，用于处理生化臭气。与Shell Global Solutions企业合作，将其扩展用于处理天然气和合成气，称为Shell-Paques工艺。第15页 Bio-SR工艺 1984年，日本钢管企业（NKK）从Dowa Mining企业取得独家实施许可后，将工艺用于化工厂及炼油厂含硫气体处理，并首次用于胺洗和Clause装置尾气净化。美国气体研究院与之合作，取得使用权，将工艺用于天然气脱硫。吸吸收收塔塔吸吸收收塔塔硫硫浆浆罐罐吸吸收收塔塔生物反应器生物反应器硫磺分离器硫磺分离器空气空气原料气原料气FeFe2 2(SO(SO4 4)3 3溶液溶液净化气净化气硫磺硫磺FeSOFeSO4 4第16页项目项目投资费用投资费用/万元万元运行费用运行费用/万元万元a-1Shell-Paques14002.3Bio-SR7805.8液相氧化还原液相氧化还原26005.4第17页处理气量：2.4万m3/h羰基硫：5mg/m3 H2S：50mg/m3甲硫醇：300mg/m3 二甲二硫醚：600mg/m3非甲烷总烃：1100mg/m3中石化镇海炼化生物脱臭工程中石化镇海炼化生物脱臭工程第18页化工园区集中污水处理系统生物除臭工程化工园区集中污水处理系统生物除臭工程杭州湾精细化工园区气量：2.4万 m3/hH2S平均浓度：100 mg/m3甲硫醚平均浓度：60mg/m3第19页浙江医药股份浙江医药股份3.6万m3/hH2S平均浓度380mg/m3 VOCs平均浓度500mg/m3塔径3.0m，高15mEBTR：14s浙江化工医药厂污水站臭气净化工程浙江化工医药厂污水站臭气净化工程华海药业华海药业气量：1.2万m3/h污染物平均浓度3月份8月份硫化氢（H2S）600（1200）氨（NH3）200（400）二氯甲烷200（500）192.1四氢呋喃400（800）397.6甲苯1200（5500）475.0乙酸乙酯400（800）297.1乙腈28（50）甲基叔丁基醚100（200）102.2臭气浓度30000（60000）23200第20页天津北仓污水处理厂沼气生物脱硫天津北仓污水处理厂沼气生物脱硫(奥地利奥地利Environtec技术技术)废气量：90320 m3/h 硫化氢（进口）：1,000 ppm(1,500 mg/m3)（出口）：15ppm(23mg/m3)氧气：1.53.0(v/v)NH3 50 ppm CO2：60(v/v)温度：15-40 PH=I53.0 塔体高度H：约9.0m,村质FRP 塔体直径：2.0m 微生物脱硫塔体积20m3 系统每立方米生物负载要到达26.3 gH2S/m3.h 正常运行电耗1.5-2kw，冬天加热防冻保护耗电约3kw。第21页江苏宜兴协联热电烟气生物脱硫(荷兰ThioPaq工艺)废气量：1102664 Nm3/h（2125MW）SO2（进口）：974 mg/m3)（出口）：100mg/m3)设计脱硫率：95 调试时间：5月 年产单质硫近4000t，纯度98%。第22页因为生物反应器包括到气、液、固相传质与生化降解过程，影响原因多而复杂，相关理论研究和实际应用还不够深入、广泛。需要深入处理问题大致有以下几点：1）处理对象扩大）处理对象扩大 当前生物法除臭研究仅局限于组成较单一恶臭气体，而工程实践中，大多需处理气体中组成复杂恶臭物质组成复杂恶臭物质。另外能用生物洗涤治理恶臭几乎都是亲水性或易溶于水和易降解，应在提升疏水性或难降解废气能力提升疏水性或难降解废气能力方面进行深入研究。如有突破，生物法处理恶臭气体应用范围将愈加广泛。2）生物反应器研究方向）生物反应器研究方向 从生物反应器应用来看，塔式反应器仍是微生物法处理恶臭气体主要形式，而新式反应器研究和开发应向改进传质、封闭式、一体化改进传质、封闭式、一体化方向发展。3）填料研究方向）填料研究方向 最初都是采取一些天然材料或经适当加工处理后天然材料，如土壤、泥炭土、沸石、珍珠岩、锯末、堆肥等，大都存在着占用土地面积大、保水性不强、pH值缓冲性能小、不适于微生物大量着生和不宜商品化等缺点。另外，一些材料经使用一定时间后也会因材料本身分解或因流通气体扰动使通气阻力增加。填料研究重点就是增加填料比表面积和亲水性比表面积和亲水性，提升位体积生物容量；加大填料孔隙率孔隙率，从而增强对臭气吸附作用，扩大臭气与生物接触面；增加强度并减轻质量增加强度并减轻质量，预防压实和出现气体短流。第23页4）恶臭气体生物处理技术动力学及生物学原理研究）恶臭气体生物处理技术动力学及生物学原理研究 菌种研究主要方向就是经过传统技术和当代生物技术取得高效降解废气中污染物微生物菌种，对菌群结构进行改造和调控，以提升其降解率、扩大降解底物范围。当前，对微生物降解污染物生物学原理研究并不多见，另外生物降解动力学也是研究发展方向之一。第24页恳请大家批评指正谢谢！完第25页